Para nacer, las galaxias necesitan una dieta constante de gases fríos para sufrir un colapso gravitacional. Cuanto más grande es la galaxia, más gas frío necesita para fusionarse y crecer.
Las galaxias masivas encontradas en el universo temprano necesitaban una gran cantidad de gas frío, una reserva que totaliza hasta 100 mil millones de veces la masa de nuestro sol
¿Pero de dónde obtenían estas primeras galaxias de gran tamaño tanto gas frío cuando estaban rodeadas de entornos más calientes?
En un nuevo estudio, los astrónomos dirigidos por la Universidad de Iowa informan evidencia de observación directa de corrientes de gas frío que creen que abastecieron a estas galaxias masivas tempranas. Detectaron tuberías de gas frío que atravesaron la atmósfera caliente en el halo de materia oscura deuna galaxia masiva temprana, que suministra los materiales para que la galaxia forme estrellas.
Hace aproximadamente dos décadas, los físicos que trabajaban con simulaciones teorizaron que durante el universo temprano, los filamentos cósmicos transportaban gas frío y galaxias embrionarias con forma de nodo a un halo de materia oscura, donde todo se agrupaba para formar galaxias masivas. La teoría asumió quelos filamentos tendrían que ser estrechos y densamente llenos de gas frío para evitar que la atmósfera circundante más caliente los despegue.
Pero la teoría carecía de evidencia directa. En este estudio, los científicos estudiaron una región gaseosa que rodeaba una galaxia masiva formada cuando el universo tenía unos 2.500 millones de años, o solo el 20% de su edad actual. La galaxia no se había estudiado previamente, yEl equipo tardó cinco años en determinar su ubicación exacta y la distancia a través de su desplazamiento al rojo. El equipo necesitaba un observatorio especialmente equipado, el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array, porque el entorno de la galaxia objetivo es tan polvoriento que solo se puede ver en elrango submilimétrico del espectro electromagnético.
"Es el prototipo, el primer caso en el que detectamos una corriente a escala de halo que está alimentando una galaxia muy masiva", dice Hai Fu, profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de Iowa y autor principal y correspondiente del estudio ".Según nuestras observaciones, tales corrientes pueden llenar el depósito en aproximadamente mil millones de años, que es mucho más corto que la cantidad de tiempo que estuvo disponible para la galaxia en la época que estábamos observando ".
Fundamentalmente, los investigadores localizaron dos cuásares de fondo que se proyectan a distancias angulares cercanas a la galaxia objetivo, muy parecido a cómo el movimiento de Júpiter y Saturno los acercó entre sí cuando se vieron desde la Tierra durante la Gran Conjunción en diciembre pasado.configuración, la luz de los quásares que penetra en el halo de gas de la galaxia en primer plano dejó "huellas dactilares" químicas que confirmaron la existencia de una estrecha corriente de gas frío.
Esas huellas químicas mostraron que el gas en las corrientes tenía una baja concentración de elementos pesados como aluminio, carbono, hierro y magnesio. Dado que estos elementos se forman cuando la estrella aún brilla y se liberan en el medio circundante cuando la estrellamuere, los investigadores determinaron que las corrientes de gas frío deben estar fluyendo desde el exterior, en lugar de ser expulsadas de la propia galaxia productora de estrellas.
"Entre las 70.000 galaxias con estallido estelar en nuestro estudio, esta es la única asociada con dos quásares que están lo suficientemente cerca para sondear el gas halo. Aún más, ambos quásares se proyectan en el mismo lado de la galaxia para que su luzpuede ser bloqueada por la misma corriente a dos distancias angulares diferentes ", dice Fu." Entonces, me siento extremadamente afortunado de que la naturaleza nos haya brindado esta oportunidad de detectar esta arteria principal que conduce al corazón de una galaxia fenomenal durante su adolescencia ".
El estudio, "Una larga corriente de gas frío pobre en metales alrededor de una galaxia de explosión estelar masiva en Z = 2.67", se publicó en línea en Revista astrofísica 24 de febrero
Los coautores del estudio incluyen a Rui Xue, quien fue investigador postdoctoral en Iowa y ahora es ingeniero de software en el Observatorio Nacional Radioastronómico; Jason Prochaska de la Universidad de California, Santa Cruz; Alan Stockton de la Universidad de Hawaii-Honolulu; Sam Ponnada, quien se graduó de Iowa en mayo pasado y es estudiante de posgrado en el Instituto de Tecnología de California; Marie Wingyee Lau, de la Universidad de California, Riverside; Asantha Cooray, de la Universidad de California, Irvine; y Desika Narayanan, dela Universidad de Florida.
La Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Financió la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Iowa . Original escrito por Richard C. Lewis. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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